清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Rewriting regulatory DNA to dissect and reprogram gene expression

重写 基因 生物 DNA 计算生物学 遗传学 基因表达调控 表达式(计算机科学) 调节基因 基因表达 调节顺序 细胞生物学 计算机科学 程序设计语言
作者
Gabriella E. Martyn,Michael T. Montgomery,H. Spencer Jones,Katherine Guo,Benjamin R. Doughty,Johannes Linder,Ziwei Chen,Kelly Cochran,Kathryn A Lawrence,Glen Munson,Anusri Pampari,Charles P. Fulco,David R. Kelley,Eric S. Lander,Anshul Kundaje,J Engreitz
出处
期刊: [Cold Spring Harbor Laboratory]
被引量:19
标识
DOI:10.1101/2023.12.20.572268
摘要

Regulatory DNA sequences within enhancers and promoters bind transcription factors to encode cell type-specific patterns of gene expression. However, the regulatory effects and programmability of such DNA sequences remain difficult to map or predict because we have lacked scalable methods to precisely edit regulatory DNA and quantify the effects in an endogenous genomic context. Here we present an approach to measure the quantitative effects of hundreds of designed DNA sequence variants on gene expression, by combining pooled CRISPR prime editing with RNA fluorescence in situ hybridization and cell sorting (Variant-FlowFISH). We apply this method to mutagenize and rewrite regulatory DNA sequences in an enhancer and the promoter of PPIF in two immune cell lines. Of 672 variant-cell type pairs, we identify 497 that affect PPIF expression. These variants appear to act through a variety of mechanisms including disruption or optimization of existing transcription factor binding sites, as well as creation of de novo sites. Disrupting a single endogenous transcription factor binding site often led to large changes in expression (up to -40% in the enhancer, and -50% in the promoter). The same variant often had different effects across cell types and states, demonstrating a highly tunable regulatory landscape. We use these data to benchmark performance of sequence-based predictive models of gene regulation, and find that certain types of variants are not accurately predicted by existing models. Finally, we computationally design 185 small sequence variants (≤10 bp) and optimize them for specific effects on expression in silico. 84% of these rationally designed edits showed the intended direction of effect, and some had dramatic effects on expression (-100% to +202%). Variant-FlowFISH thus provides a powerful tool to map the effects of variants and transcription factor binding sites on gene expression, test and improve computational models of gene regulation, and reprogram regulatory DNA.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
12秒前
Raunio发布了新的文献求助10
20秒前
23秒前
Raunio完成签到,获得积分10
27秒前
chengxue发布了新的文献求助30
29秒前
chengxue完成签到,获得积分10
38秒前
默默然完成签到 ,获得积分10
1分钟前
知行者完成签到 ,获得积分10
1分钟前
LILI完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
pny发布了新的文献求助10
1分钟前
OK应助cadcae采纳,获得200
1分钟前
1分钟前
ct完成签到 ,获得积分10
2分钟前
有志者完成签到,获得积分20
2分钟前
2分钟前
pny发布了新的文献求助10
3分钟前
建甜完成签到,获得积分10
3分钟前
CipherSage应助OK采纳,获得25
3分钟前
北欧森林完成签到,获得积分10
3分钟前
鳗鱼皮带发布了新的文献求助10
3分钟前
鳗鱼皮带完成签到,获得积分10
3分钟前
LL完成签到 ,获得积分10
4分钟前
琳llin完成签到 ,获得积分10
4分钟前
Alex应助cadcae采纳,获得30
4分钟前
mochalv123完成签到 ,获得积分10
4分钟前
xjcy应助秋熙宸采纳,获得10
5分钟前
欣喜的涵柏完成签到 ,获得积分10
5分钟前
5分钟前
OK发布了新的文献求助25
5分钟前
5分钟前
秋熙宸完成签到,获得积分10
6分钟前
十三月落完成签到,获得积分10
6分钟前
LINDENG2004完成签到 ,获得积分10
6分钟前
五月完成签到,获得积分10
7分钟前
木琴奇妙邦达完成签到 ,获得积分10
7分钟前
wanci应助科研通管家采纳,获得10
7分钟前
华仔应助那年杏花微雨采纳,获得10
8分钟前
leeap完成签到 ,获得积分10
8分钟前
文天烽完成签到,获得积分10
8分钟前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
Prescott's Microbiology: 2026 Release ISE 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Environmental Leverage in Times of Climate Crisis: Product Standards, Carbon Border Measures and Preferential Trade Agreements 1000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7202770
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8836912
关于积分的说明 18651101
捐赠科研通 6847393
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3179533
关于科研通互助平台的介绍 2336717
邀请新用户注册赠送积分活动 2153950